液体从一个表面冲走颗粒并携带至下游的能力正比于液体在元件表面的能量的大小。在层流流动中,元件的表面有一个液体的稳态层,作用于元件表面的作用力很小,从液流研究中得到的实验数据表明,液体中流速各不相同,液体中xin的速度zui高,管壁出液体流速为零。如果一个颗粒太小而潜入层流边层(速度为零、靠近液体表面的静止层),则通过冲洗就不能将其除去。要除去一个颗粒,该颗粒直径就应该是层流边层厚度的两倍
因此要提高冲洗效率,采用紊流冲洗是zui有效的,剧烈的紊流能够减小层流层的厚度并冲刷管壁,将颗粒卷走。
紊流程度的大小由雷偌数决定:
式中 v――液流的平均流速(m/s);
D――液流的水力直径(m);
――液体的运动粘度(m2/s);
为了确保紊流,Re应大于13800。在2320<Re<13800时,层流,紊流的可能性都存在,但紊流的情况居多。雷偌数和冲洗效率之间的关系表明,普通采用小流量的冲洗效果是不佳的,如果流量zeng大但是仍然在室温下冲洗效果也不好,除非采用低粘度的油液。为了确保较高的雷偌数和紊流,可以采用以下方法。
(1) 提高流速,冲洗流速应为实际工作的流速的2~2.5倍;
(2) 如果条件允许,可使用热冲洗液(85度);
(3) 使用的粘度的液体,适用于单个的液压元件或简单回路,是十分有效的;
(4) 使液体产生振动,冲洗时借助外力振动系统,如木棒敲击管道。
对液压系统的冲洗的关键工作是对不同清洁度要求的系统选配不同的过滤装置。另外,根据冲洗的不同阶段应该采取不同的过滤精度的滤芯及滤材。为了有效提高过滤效率和减少过滤时间,一般不选择精度高于20μm的滤芯。
对要求达到NAS10级的液压系统,可以选用精度20μm的滤芯。
对要求达到NAS8级的液压系统,可以选用精度10μm的滤芯。
对要求达到NAS7级的液压系统,可以选用精度3~5μm的滤芯。
对要求达到NAS6级的液压系统,可以选用精度1~3μm的滤芯。
刚开始冲洗时,应首先除去大颗粒物质。冲洗一段时间,由于滤网前面污染物不断增多,泵出口压力将渐渐增加,当泵的出口压力增加到一定值后,更换滤网,继续冲洗,直到泵的出口压力升高到一定值所需时间足够长为止。
对于在线式回路,用冲洗板将各种控制阀短接,将执行元件用胶管接成短路,用冲洗介质冲洗。当达到规定的清洁度后,再换成工作液重新冲洗。达到清洁度后,将冲洗板去掉,换上各控制阀,使其动作,继续冲洗,直到达到要求。然后再接好执行元件,用正式动力源低压循环冲洗,各种控制元件按设计规定顺序动作,工作液达到规定清洁度后合格。在线式回路适用于系统清洁度要求较高或在循环酸洗时酸洗介质已达到一定清洁度的场合。
液压系统的安装和冲洗,可以按如下步骤进行:
在未安装敏感元件(如伺服阀等)之前,将管道及对污染物不敏感元件先装配起来,并将管子端部密封严实。
用跨接线代替敏感元件,将液压回路连接起来,并充液加压,进行冲洗,达到规定的清洁度为止。
完成上述工作后,清理现场并安装敏感元件。
系统的冲洗安排在安装敏感元件之前,是为了避免污染物损伤这些元件的光洁的表面,同时也避免了冲洗时的压力损失。选择的冲洗回路应跳过敏感元件,并尽可能减少流动阻力。冲洗时应避免脏油通过已经冲洗干净的管道,对于较复杂的系统,可选择回路先从支路冲洗到主管道,然后将支路与主管道隔开,再冲洗主管道,在冲洗回路的回油路上,装设滤油器或滤网,冲洗初期由于杂质较多,一般采用80目滤网,冲洗后期改用150目以上的滤网。
为了提高冲洗效果,在冲洗过程中的液压泵以间歇运动为佳,其间歇时间一般为10~30分钟,可在这一间歇时间内检测冲洗效果。在冲洗过程中,为了有利于管内壁上的附着物脱落,可以用木棒或橡皮锤等非金属锤轻轻敲击管道,可连续或间歇地敲击。
冲洗介质通常是实际使用的液压油或试车油。避免使用酒精、蒸气等,以防腐蚀液压元件、管道、油箱及密封件等。
冲洗液的用量一般以油箱工作容量地60%~70%为宜,冲洗时间不要太长,一般为2~4小时,在特殊情况下不超过10小时。冲洗效果以回路过滤网上wu污染杂质为标准。冲洗后的液压油需要经过质量检测才能确定能否继续使用。
为了防止外界湿润的空气引起锈蚀,液压泵应继续运转,直至油温恢复正常为止,再将冲洗油排除干净。
冲洗过程中还应该注意:
(1) 油箱要封闭,减少现场空气中颗粒进入油箱的机会;
(2) 相油箱中加入冲洗油时应使用带过滤器的加油小车,以滤除桶装油中的污染物;
(3) 更换滤芯时暂停冲洗泵,注意不要带入杂质;
(4) 对排空和排污要定期进行,以确保系统充满,并及时排出气体和污染物。
(5) 在冲洗的前期,油中水分蒸发很重要,在冲洗油箱上应有蒸汽逸出的窗口。
(6) 冲洗合格后在抽出冲洗油、管线使用前要注意保护,以免污染物进入系统。
由于液压系统在装配过程中必然会形成污染物,例如:在装配管路,接头和螺塞等带螺纹的零件上的镀层,毛刺和附着物由于相互摩擦而脱落,被挤入系统里形成污染等,所以对液压系统在总装后进行清洗是非常必要的。这里一般是通过紊流冲洗来使污染减小到zui小。